(57)【要約】  選択される輝度モードによらず個々の発光素子の発光効率を最適化して、省電力駆動が可能な装置を提供するために、本発明にかかる光源装置は、複数のＬＥＤ（５０）（発光素子）を備え、第一の輝度モードと、第一の輝度モードと比較してより低輝度駆動される第二の輝度モードとを備え、複数のＬＥＤ（５０）が、第一の輝度モードにおいて使用される第一のグループ（ＬＥＤ（５０ａ）・（５０ｂ））と、第二の輝度モードにおいて使用される第二のグループ（ＬＥＤ（５０ｂ））とにグループ化されており、複数のＬＥＤ（５０）が形成された発光素子形成領域（５１）内の任意の区画において、第二のグループに属するＬＥＤ（５０）の分布密度が、第一のグループに属するＬＥＤ（５０）の分布密度と比較してより小さい。
2011052256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を備えた光源装置であって、
第一の輝度モードと、当該第一の輝度モードと比較してより低輝度駆動される第二の輝度モードとを備え、
上記複数の発光素子が、上記第一の輝度モードにおいて使用される第一のグループと、上記第二の輝度モードにおいて使用される第二のグループとにグループ化されており、
上記複数の発光素子が形成された発光素子形成領域内の任意の区画において、上記第二のグループに属する上記発光素子の分布密度が、上記第一のグループに属する上記発光素子の分布密度と比較してより小さいことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
上記発光素子形成領域が、それぞれが上記発光素子を備える複数の分割領域から構成されるとともに、
上記発光素子に電力を供給するためのトランスを備えた複数の電源ユニットと、
輝度モードに応じて、複数の上記電源ユニットから使用する電源ユニットを選択する電源ユニット選択部とをさらに備え、
上記電源ユニット選択部は、上記第二の輝度モードでは、上記第一の輝度モードで用いる複数の上記電源ユニットの一部のみを使用することを選択するものであり、かつ、
上記第一の輝度モードでは、使用される各電源ユニットはひとつの分割領域に対して電力を供給し、
上記第二の輝度モードでは、使用される電源ユニットが協働して全分割領域に対して電力を供給する、又は電源ユニットをひとつのみ使用し当該電源ユニットが全分割領域に対して電力を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
上記第一の輝度モード及び上記第二の輝度モードの双方で用いる電源ユニットは、当該第一の輝度モード下及び第二の輝度モード下の双方で実質的に同等の負荷を担うことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
上記第二のグループに属する発光素子のみに電力を供給するための、第二の輝度モードに専用の電源ユニットと、
上記第一のグループに属する発光素子のみに電力を供給するための、第一の輝度モードに専用の電源ユニットと、が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
上記第二の輝度モードに専用の電源ユニットは、トランスでの励磁電流の発生による電力損失が、上記第二の輝度モード下に相当する負荷条件下では上記第一の輝度モードに専用の電源ユニットと比較して、より小さくなるものであることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
上記第二の輝度モードに専用の電源ユニットが備えるトランスは、上記第一の輝度モードに専用の電源ユニットが備えるトランスと比較して、鉄損がより小さいことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
上記発光素子形成領域が、それぞれが上記発光素子を備える複数の分割領域から構成されるとともに、
上記発光素子に電力を供給するためのトランスを備えた複数の電源ユニットと、
輝度モードに応じて、複数の上記電源ユニットから使用する電源ユニットを選択する電源ユニット選択部とをさらに備え、
上記複数の電源ユニットは、上記第二のグループに属する発光素子のみに電力を供給するための第二の輝度モードに専用の電源ユニットと、上記第一のグループに属する発光素子のみに電力を供給するための第一の輝度モードに専用の電源ユニットとから構成され、
上記電源ユニット選択部は、上記第二の輝度モードでは上記第二の輝度モードに専用の上記電源ユニットのみを使用することを選択し、上記第一の輝度モードでは上記第一の輝度モードに専用の上記電源ユニットのみを使用することを選択することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
上記光源装置が表示装置用のバックライトであり、
上記第一の輝度モードが動画像表示用の輝度モードであり、上記第二の輝度モードが静止画像表示用の輝度モードであることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
上記第二の輝度モードにおいて使用される第二のグループに属する発光素子は、上記第一の輝度モードにおいて使用される第一のグループに属する発光素子を間引き使用するものであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載の光源装置をバックライトとして備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高画質、及び高音質再生が可能な液晶テレビをはじめとする超薄型な大画面テレビジョンを、壁掛けスタイルや壁よせスタンドに取付け、テレビジョン映像を視聴していないときに、絵画または写真等の鑑賞用の静止画像（「装飾用画像」と総称する）を表示して鑑賞する新しい視聴形態が出現している。しかるに、例えば、大画面テレビ等では、可能な限り省電力駆動で装飾用画像等を表示する技術がより一層必要とされる。【０００３】
ところで、テレビジョンでは、装飾用画像等の表示に関わらず、使用状態の違いに応じて省電力駆動を実現するための技術が、これまでにも様々提案されてきている。【０００４】
例えば、特許文献１及び２には、液晶テレビジョン等に適用される、省電力駆動に対応したＬＥＤバックライト装置が開示されている。特許文献１に記載のＬＥＤバックライト装置は、液晶パネル上の黒表示される領域（黒表示領域）に対応したＬＥＤは発光させないように制御を行うことで、省電力駆動を実現するものである。【０００５】
また、特許文献２に記載のＬＥＤバックライト装置は、高演色性のマルチチップ型フルカラーＬＥＤと、シングルチップ型高輝度白色ＬＥＤとの配置関係、及び照射光強度を最適化することを通じて省電力駆動を実現するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国公開特許公報：特開２００７−８６３９０号公報（２００７年４月５日公開）
【特許文献２】日本国公開特許公報：特開２００９−２６６７２号公報（２００９年２月５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の従来技術は、元来、バックライトによる照明を必要としない黒表示領域におけるＬＥＤバックライトの消費電力削減を実現可能なものである。しかしながら、表示対象となる画像又は表示モードに応じて黒表示領域は変動しうるため、ＬＥＤの局所的なオン／オフ制御が極めて煩雑になるという問題が生じる。また、特許文献１に記載の従来技術は、あくまでも黒表示領域とそれ以外の領域とにおいてＬＥＤの局所的なオン／オフ制御を実現する技術であり、表示領域全体にわたる表示輝度を調整する技術に関してはなんら示唆するものではない。【０００８】
また、特許文献２に記載の従来技術は、特性の異なる複数種類のＬＥＤの配置、及び照射光強度を工夫することによってＬＥＤバックライトの消費電力削減を実現可能なものである。しかしながら、ＬＥＤの配置が複雑となり、かつ照射光強度の調整も複雑となるという問題が生じる。また、特許文献２に記載の従来技術は、上記特許文献１と同様に、表示領域全体にわたる表示輝度を調整する技術に関してはなんら示唆するものではない。【０００９】
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、異なる輝度モードでの駆動が求められる場合でも当該輝度に応じた省電力駆動が可能な光源装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本願発明にかかる光源装置は、複数の発光素子を備えた光源装置であって、第一の輝度モードと、より低輝度駆動される第二の輝度モードとを備え、上記複数の発光素子が、第一の輝度モードにおいて使用される第一のグループと、第二の輝度モードにおいて使用される第二のグループとにグループ化されており、発光素子形成領域内の任意の区画において、第二のグループに属する発光素子の分布密度が、第一のグループに属する発光素子の分布密度と比較してより小さいことを特徴としている。【００１１】
上記の構成によれば、より低輝度駆動される第二の輝度モードでは、発光素子形成領域内の任意の区画において、第一の輝度モードより少数の発光素子を用いることで輝度の調整が行われる。そのため、個々の発光素子あたりの供給電力量は、第一の輝度モードと第二の輝度モードとの間で実質的に同一とすることができる。これにより、選択される輝度モードによらず個々の発光素子の発光効率を最適化（最大化）することができ、結果として省電力駆動が可能な光源装置を提供することができる。【００１２】
本発明は、さらに、上記何れかの光源装置をバックライトとして備える表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の異なる輝度モードを有する光源装置であって、選択される輝度モードによらず個々の発光素子の発光効率を最適化して、省電力駆動が可能な装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる光源装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光源装置の動作制御の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す光源装置が備える光源部の拡大した概略構成を示す図である。
【図４】図１に示す光源装置が備える光源部の概略構成を示す他の図である。
【図５】トランスを有する電源ユニットひとつを用いて光源に電力供給を行なう場合の、光源の負荷の大きさと、効率との関係を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる光源装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す光源装置の動作制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の１実施形態について、図１から図５に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（光源装置の構成）
図１は、本実施の形態に係る光源装置２００の主要部の構成を示す概略のブロック図である。光源装置２００は、概略的には、電力供給の対象となる光源部４１が、第一の輝度モード（高輝度駆動モード／高負荷駆動モード）と、当該第一の輝度モードと比較してより低輝度（低負荷）条件での駆動をもとめられる第二の輝度モード（低輝度駆動モード／低負荷駆動モード）とを有する場合に、各モードに応じた効率のよい電力供給を可能にする。なお、光源装置２００が、発光輝度が互いに異なる三種以上の輝度モードを有していてもよい。この場合、これら三種以上の輝度モードから任意に選択された二つの輝度モードのうち、より高輝度での駆動モードが第一の輝度モードに相当し、より低輝度での駆動モードが第二の輝度モードに相当する。
【００１７】
以下、本実施の形態では、光源装置２００は、液晶テレビジョン（表示装置：図示せず）に備えられたバックライトユニットであるとして説明を行う。
【００１８】
ここで、液晶テレビジョンは、テレビジョン画像、ビデオ画像、或いはＤＶＤ画像等の動画像を表示する「動画像表示モード」と、絵画または写真等の観賞用の静止画像（装飾用画像／ウォールピクチャ画像）を表示する「装飾用画像表示モード」とを、表示モードとして備える。そして、動画像表示モードでは動画の視認性を高める等の目的で、光源部４１を、例えば４５０（ｃｄ／ｍ２）程度の高輝度で駆動する。一方、装飾用画像表示モードでは、実物の絵画および写真のように見せる、或いは周辺環境と調和させる等の目的で、光源部４１を、例えば１５０（ｃｄ／ｍ２）程度の低輝度で駆動する。
【００１９】
すなわち、光源装置２００（より具体的には光源部４１）は、動画像表示モードに対応する高輝度駆動モード（第一の輝度モード：高負荷駆動モード）と、装飾用画像表示モードに対応し高輝度駆動モードより低負荷で駆動される低輝度駆動モード（第二の輝度モード：低負荷駆動モード）とを備える。光源部４１での消費電力の観点では、低輝度駆動モードは高輝度駆動モードと比較してより低消費電力である。
【００２０】
光源装置２００は、電源部３０、負荷検出部４２、モード切替部１０、光源部４１及び制御部２０、を備える。なお、電源部３０、負荷検出部４２、モード切替部１０、及び制御部２０は、液晶テレビジョンの本体側に設けられて、光源装置２００を当該液晶テレビジョンに組み込んだ際に当該光源装置２００の一部構成をなすものであってもよい。
【００２１】
図３及び図４に示すように、光源部４１は、マトリクス状に規則的に配列された複数のＬＥＤ（発光素子）５０を備える。光源部４１の発光素子形成領域５１は、複数のＬＥＤ５０が格子状に配置された矩形状の発光素子基板５３が複数個、縦横に規則的に敷き詰められて構成されている。これら複数のＬＥＤ５０は、図３に示すように、上記高輝度駆動モードにおいて使用される第一のグループ（図３に示す全ＬＥＤ５０。すなわち全ＬＥＤ５０ａ及び５０ｂ）と、上記低輝度駆動モードにおいて使用される第二のグループ（図３に示す全ＬＥＤ５０ｂ）とにグループ化されている。なお、図３では、一つの発光素子基板５３上に配置されたＬＥＤ５０ａ及び５０ｂの関係のみを示しているが、残りの発光素子基板５３上にもＬＥＤ５０ａ及び５０ｂは同様の関係で配置されている。
【００２２】
また、これに応じて第一のグループに属するＬＥＤ５０を駆動する配線及び駆動回路と、第二のグループに属するＬＥＤ５０ｂのみを駆動する配線及び駆動回路とが、別々に設けられている。例えば、第一のグループに属するＬＥＤ５０を駆動する配線と、第二のグループに属するＬＥＤ５０ｂのみを駆動する配線とは、同一のＬＥＤ基板上の別々の層に互いに絶縁されて設けられている。さらに、上記複数のＬＥＤ５０が形成された発光素子形成領域５１内の任意の区画において、上記第二のグループに属するＬＥＤ（ＬＥＤ５０ｂ）の分布密度が、上記第一のグループに属するＬＥＤ（ＬＥＤ５０）の分布密度と比較してより小さくなっている。より詳細には、第一のグループに属するＬＥＤ５０を所定かつ均等な割合（図３に示すケースでは１／２）で間引き使用することで、第二のグループに属するＬＥＤ５０ｂ群が形成されている。
【００２３】
また、後述するように、例えば、エリアアクティブ制御（分割領域単位の動作制御）を実現するために、光源部４１における発光素子形成領域５１は、領域Ａ（分割領域）、領域Ｂ（分割領域）、及び領域Ｃ（分割領域）に３分割され、各領域Ａ〜Ｃに複数のＬＥＤ（発光ダイオード）５０が配されている（図３及び図４参照）。
【００２４】
負荷検出部４２は、光源部４１における負荷の変動（輝度の変動）を常時検出し、その検出結果を制御部２０へ出力する。ここで「負荷の変動」とは、例えば、上記高輝度駆動モードから低輝度駆動モードへの切り替えによる負荷の低下、又は、上記低輝度駆動モードから高輝度駆動モードへの切り替えによる負荷の増大である。負荷の検出には公知の方法を適宜用いることができる。なお、負荷検出部は、必要に応じて、液晶テレビジョンのセット側に設けることもできる。
【００２５】
制御部２０には、負荷検出部４２での検出結果、及びモード切替部１０で選択された駆動モードにかかる情報が入力される。そして、制御部２０は、入力されたこれら二種類の情報の少なくとも一方に基づいて制御信号を生成し、当該制御信号により電源部３０の動作を制御する。なお、モード切替部１０とは、例えば、液晶テレビジョンに設けられた入力ボタン又はリモコン入力の受信部（図示せず）であり、当該モード切替部１０を通じて操作者が上記高輝度又は低輝度駆動モードを選択する。
【００２６】
電源部３０は、ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部（電源ユニット選択部／力率改善回路制御部）３１と、電源ユニット部３６とを備える。電源ユニット部３６は、トランス（いわゆる電源トランス。図示せず）を備えた３つの電源ユニット３２〜３４（例えば、ＬＬＣ共振方式の電源ユニット等、いわゆるトランスを利用したインバーター方式の電源回路を有する電源ユニット）を備え、また各電源ユニット３２〜３４はトランスの一次側に力率改善回路ＰＦＣ１〜３をそれぞれ備える。
【００２７】
なお、各電源ユニット３２〜３４はそれぞれ電源回路を備えて単独でも光源部４１に電力を供給可能なものであり、本実施の形態では、各電源ユニット３２〜３４は実質同一の構成としている。電源ユニット部３６は、後述するように、光源部４１の輝度モードの違いに応じて、使用する電源ユニット３２〜３４を切り替えて光源部４１に電力を供給する。なお、電源ユニット部３６は、図示しない電源アダプターを介して外部から電力が供給されるようになっている。
【００２８】
ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１には、制御部２０で生成した制御信号が入力される。ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１は、当該制御信号に応じて、使用すべき電源ユニット３２〜３４を選択し、加えて、当該電源ユニット３２〜３４が備える力率改善回路ＰＦＣ１〜３をオンするかオフするかの切替、すなわち力率改善回路ＰＦＣ１〜３を作動させるか作動停止するかの切替を行なう。
【００２９】
（動作制御の詳細）
次に、図１に示す光源装置２００における動作制御の詳細を、図１及び図２に基づいて詳細に説明する。図２は、光源装置２００の動作制御の一例を示すフローチャートである。
【００３０】
ステップＳ０では、液晶テレビジョンが、動画像表示モード、又は装飾用画像表示モードの何れかの表示モードにある。
【００３１】
次いで、ステップＳ１で、操作者が、液晶テレビジョンのモード切替部１０（図１）に対し、動画像表示モード、又は装飾用画像表示モードを選択する入力を行なう。ここで、光源装置２００は、動画像表示モードが選択されると光源部４１を高輝度駆動モードで駆動し、装飾用画像表示モードが選択されると光源部４１を低輝度駆動モードで駆動する。
【００３２】
ステップＳ２で、光源装置２００（制御部２０）が、ステップＳ１でのモード選択操作によって、光源部４１における表面輝度（負荷の大きさ）に変化が生じているか否かを判断する。例えば、１）直前の表示モードと異なる表示モードが選択された旨の情報がモード切替部１０から制御部２０に入力された場合に、制御部２０が、表面輝度（負荷の大きさ）に変化が生じたと判断してもよい。あるいは、２）負荷検出部４２を用いて光源部４１における負荷を常時検出し、その検出結果を制御部２０に出力すれば、当該検出結果の変化により表面輝度（負荷の大きさ）に変化が生じたと制御部２０が判断することもできる。
【００３３】
ステップＳ２で、光源部４１における表面輝度（負荷の大きさ）に変化が無ければ、ステップＳ５に進み、光源装置２００は、新たなモードの選択があるまで（すなわち、ステップＳ１が再度行なわれるまで）光源部４１への電力供給をそのまま継続する。
【００３４】
ステップＳ２で、光源部４１における表面輝度（負荷の大きさ）に変化があれば、ステップＳ３に進み、光源装置２００（ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１）が、使用すべき電源ユニット３２〜３４を選択する。例えば、ステップＳ２で、光源部４１における負荷の大きさが小さくなった（すなわち、高輝度駆動モードから低輝度駆動モードに変更された）と判断すると、ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１は、３つの電源ユニット３２〜３４の全てを使用する状態から電源ユニット３２のみを使用して電力供給を行なう状態を選択する。一方、ステップＳ２で、光源部４１における負荷の大きさが大きくなった（すなわち、低輝度駆動モードから高輝度駆動モードに変更された）と判断すると、ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１は、電源ユニット３２のみを使用する状態から３つの電源ユニット３２〜３４の全てを使用して電力供給を行なう状態を選択する。
【００３５】
なお、上記高輝度駆動モードでは、電源ユニット３２は、図３及び図４に示す領域Ａに配された複数のＬＥＤ５０全てに電力を供給し、電源ユニット３３は、領域Ｂに配された複数のＬＥＤ５０全てに電力を供給し、そして電源ユニット３４は、領域Ｃに配された複数のＬＥＤ５０全てに電力を供給する。一方、上記低輝度駆動モードでは、電源ユニット３２は、領域Ａから領域Ｃにわたって分布している、上記第二のグループに属する複数のＬＥＤ５０ｂ全てに電力を供給する（図３参照）。また、高輝度駆動モードにおける個々のＬＥＤ５０の輝度（発光強度）と、低輝度駆動モードにおける個々のＬＥＤ５０（ＬＥＤ５０ｂ）の輝度（発光強度）とは略等しく設定されている。但し、上述の通り、低輝度駆動モードでは、ＬＥＤ５０の一部（ＬＥＤ５０ｂ）のみを使用するため、光源部４１全体としては、高輝度駆動モードの場合と比較してより低輝度かつ低消費電力駆動となっている。
【００３６】
次いで、ステップＳ４に進み、光源装置２００（ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１）が、ステップＳ３で選択した電源ユニット３２〜３４の力率改善回路ＰＦＣ１〜３をオンするか否か（作動させるか、させないか）決定する。例えば、ステップＳ３で、高輝度駆動モードに対応して電源ユニット３２〜３４の全てを用いる場合は、各力率改善回路ＰＦＣ１〜３を全てオンする。一方、ステップＳ３で、低輝度駆動モードに対応して電源ユニット３２のみを用いる場合は、その力率改善回路ＰＦＣ１をオフする。
【００３７】
次いで、ステップＳ５に進み、光源装置２００が、ステップＳ３で選択した電源ユニット３２〜３４を用いて光源部４１に電力を供給する。そして、光源装置２００は、新たなモードの選択があるまで（すなわち、ステップＳ１が再度行なわれるまで）光源部４１への電力供給をそのまま継続する。
【００３８】
（低負荷時（低輝度時）における電力効率の改善）
以下、図５等に基づき、本発明の光源装置２００を用いる効果の一例を説明する。図５は、トランスを有する電源ユニットひとつ（例えば、電源ユニット３２に相当）を用いて光源（負荷）に電力供給を行なう場合の、光源の負荷の大きさ（Ｘ軸）と、電力効率（Ｙ軸）との関係を模式的に示すグラフである。例えば、動画像表示モードに対応する高輝度駆動モードと、装飾用画像表示モードに対応する低輝度駆動モードとで、前者が４００Ｗの電力を、後者が７５Ｗ〜８０Ｗの電力を、光源（光源部４１に相当）に供給する必要があるとする。すなわち、高輝度駆動モードから低輝度駆動モードに切り替えた場合、光源における負荷の変動は１／５程度となる。
【００３９】
図５に示すとおり、光源の負荷が小さくなると、トランスを有する電源ユニットの効率が低下する。すなわち、当該電源ユニットが出力する電力に対して、トランスで発生する励磁電流による損失の割合が、低負荷時ほど大きくなる。しかも、最大値（４００Ｗ）の１／５程度の電力（７５Ｗ〜８０Ｗ）を複数の電源ユニットで分散して供給する場合（例えば、電源ユニット３２〜３４全てを用いて、それぞれ順に領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃに位置するＬＥＤ５０に電力を供給する場合）、効率の悪いところで複数の電源ユニットを全て動作させるという状況が生じる。
【００４０】
しかしながら、本発明の光源装置２００では、光源部４１を低輝度駆動モードで駆動する際に、高輝度駆動モードと比較してより少数の電源ユニット３２〜３４（例えばひとつの電源ユニット３２、または二つの電源ユニットの協働）を用いて光源部４１が必要とする全電力を供給する。従って、高輝度駆動モードの場合と同数の電源ユニットを用いる場合と比較して、低輝度駆動モード下での各電源ユニットの効率を向上させることができる。これにより、例えば、装飾用画像の再生をより低消費電力で実現することができ、また各電源ユニットでの発熱が抑制されるため各電源ユニット又は電源部の放熱設計を簡素化することができる。
【００４１】
また、本発明の光源装置２００では、高輝度駆動モード及び低輝度駆動モードの双方で利用される電源ユニット（具体的には、電源ユニット３２）に関して、高輝度駆動モード及び低輝度駆動モードの双方で実質的に同等の負荷を担うことが好ましい。これにより、駆動モードによらず当該電源ユニットが担う負荷条件が略一定となるので、当該負荷条件に適合するように電源ユニットの構成（特に電源トランスの構成）を最適化できる。
【００４２】
（その他の態様について）
上記の説明では、ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１が、光源部４１の駆動モードに応じて、電源ユニット３２〜３４を切り替え使用する構成を例示した。しかし、駆動モードによらず全ての電源ユニット３２〜３４を使用する場合でも、当該駆動モードに応じて力率改善回路ＰＦＣ１〜３のオン又はオフを切り替えることのみで、消費電力の削減効果を得ることができる。
【００４３】
具体的には、図１に示す光源装置２００で、ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部（力率改善回路制御部）３１が、光源部４１の高輝度駆動モード（第一の輝度モード）では、力率改善回路ＰＦＣ１〜３の全てをオンする一方で、光源部４１の低輝度駆動モード（第二の輝度モード）では、力率改善回路ＰＦＣ１〜３の少なくともひとつ、好ましくは全てをオフする。そして、高輝度駆動モード及び低輝度駆動モードの何れの場合でも、光源装置２００は、全電源ユニット３２〜３４を用いて光源部４１に電力を供給する。
【００４４】
高輝度駆動モードと比較して、より負荷の低い低輝度駆動モード下では、力率改善回路ＰＦＣ１〜３における電力効率（供給電力に対する当該回路で有効に利用される電力の割合）がより低下する。特に構成にコイルを含む力率改善回路では効率の低下が顕著である。したがって、低輝度駆動モード下でのみ力率改善回路ＰＦＣ１〜３の少なくともひとつをオフし（動作をさせず）、当該回路で発生する損失（ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）での損失、コイルでの損失）を削減する。
【００４５】
〔実施の形態２〕
以下、本発明の他の実施形態について、図６及び図７に基づいて詳細に説明する。
【００４６】
（光源装置の構成）
図６は、本実施形態に係る光源装置２００ａの主要部の構成を示す概略のブロック図である。なお、図６中において、図１と同じ符号を付した部材は同一の部材を指し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
光源装置２００ａは、概略的には、実施の形態１に示した光源装置２００と同様に、電力供給の対象となる電子機器が、第一の輝度モード（高負荷駆動モード／高輝度駆動モード）と、当該第一の輝度モードと比較してより低負荷条件での駆動をもとめられる第二の輝度モード（低負荷駆動モード／低輝度駆動モード）とを有する場合に、各輝度モードに応じた効率のよい電力供給を可能にする。具体的には、光源装置２００ａが、高輝度駆動モードでは当該モードに専用の電源ユニット３２〜３４を全て用いて電力供給を行い（すなわち電源ユニット３５は用いない）、低輝度駆動モードでは当該モードに専用の電源ユニット３５のみを用いて電力供給を行なうことを特徴点の一つとする。
【００４８】
光源装置２００ａは、電源部３０ａ、負荷検出部４２、モード切替部１０、光源部４１及び制御部２０ａを備える。なお、電源部３０ａ、負荷検出部４２、モード切替部１０、及び制御部２０ａは、液晶テレビジョンの本体側に設けられて、光源装置２００ａを当該液晶テレビジョンに組み込んだ際に当該光源装置２００ａの一部構成をなすものであってもよい。
【００４９】
制御部２０ａには、負荷検出部４２での検出結果、及びモード切替部１０で選択された駆動モードにかかる情報が入力される。そして、制御部２０ａは、入力されたこれら二種類の情報の少なくとも一方に基づいて制御信号を生成し、当該制御信号により電源部３０ａの動作を制御する。
【００５０】
電源部３０ａは、ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部（電源ユニット選択部／力率改善回路制御部）３１ａと、電源ユニット部３６ａとを備える。電源ユニット部３６ａは、トランス（図示せず）を備えた４つの電源ユニット３２〜３５を備え、また各電源ユニット３２〜３５は力率改善回路ＰＦＣ１〜４をそれぞれ備える。
【００５１】
なお、電源ユニット３５は、上記第二の輝度モード（低負荷駆動モード）にのみ使用される専用電源ユニットであり、当該電源ユニット３５は、第二の輝度モード下に相当する負荷条件で、トランスでの励磁電流の発生による損失が電源ユニット３２〜３４（第一の輝度モード専用の電源ユニット）と比較してより小さくなるように構成される。これにより、輝度モードに関わらず同一の電源ユニットを用いて電力供給をする場合と比較して、電力の利用効率を向上させることができる。
具体的には例えば、コアの材質が同じ場合に、電源ユニット３５が備えるトランスのコア形状を、電源ユニット３２〜３４が備えるトランスのコア形状より小さくする。或いは、コアの形状が同じ場合に、電源ユニット３５が備えるトランスのコア材を、電源ユニット３２〜３４が備えるトランスのコア材よりいわゆる鉄損が少ない材質とする。すなわち、電源ユニット３２〜３５が備えるトランスのコアの材質又はコアの形状の少なくとも一方を調整することで、当該構成を実現することができる。
【００５２】
なお、トランスにおける励磁電流による損失は、一般に銅損（コイルによる損失）及び鉄損（コアによる損失）に大別され、電源ユニット３５が備えるトランスは、第二の輝度モード下に相当する負荷条件で、これら損失の少なくとも一方を、電源ユニット３２〜３４が備えるトランスと比較して小さくするものであればよい。なお、低負荷になるほど鉄損がより支配的な損失となるため、上記例示のように鉄損を小さくすることがより好ましい。
【００５３】
また、別の観点から捉えると、電源ユニット３５は、第二の輝度モード下に相当する負荷条件で、トランスにおける励磁電流による損失の割合「損失（単位：Ｗ）／付与された電力（単位：Ｗ）×１００％」が、２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
【００５４】
ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１ａには、制御部２０ａで生成した制御信号が入力される。ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１ａは、当該制御信号に応じて、使用すべき電源ユニット３２〜３５を選択し、加えて、当該電源ユニット３２〜３５が備える力率改善回路ＰＦＣ１〜４をオンするかオフするかの切替を行なう。
【００５５】
（動作制御の詳細）
次に、光源装置２００ａにおける動作制御の詳細を、図６及び図７に基づいて詳細に説明する。図７は、光源装置２００ａの動作制御の一例を示すフローチャートである。
【００５６】
ステップＴ０では、液晶テレビジョンが、動画像表示モード、又は装飾用画像表示モードの何れかの表示モードにある。
【００５７】
次いで、ステップＴ１で、操作者が、液晶テレビジョンのモード切替部１０（図６）に対し、動画像表示モード、又は装飾用画像表示モードを選択する入力を行なう。ここで、光源装置２００ａは、動画像表示モードが選択されると光源部４１を高輝度駆動モードで駆動し、装飾用画像表示モードが選択されると光源部４１を低輝度駆動モードで駆動する。
【００５８】
ステップＴ２で、光源装置２００ａ（制御部２０ａ）が、ステップＴ１でのモード選択操作によって、光源部４１における負荷の大きさに変化が生じているか否かを判断する。なお、判断の詳細は、実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。
【００５９】
ステップＴ２で、光源部４１における負荷の大きさに変化が無ければ、ステップＴ５に進み、光源装置２００ａは、新たなモードの選択があるまで（すなわちステップＴ１が再度行なわれるまで）光源部４１への電力供給をそのまま継続する。
【００６０】
ステップＴ２で、光源部４１における負荷の大きさに変化があれば、ステップＴ３に進み、選択されたモードに応じて、光源装置２００ａ（ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１ａ）が、使用すべき電源ユニット３２〜３５を選択する。例えば、ステップＴ２で、光源部４１における負荷の大きさが小さくなった（すなわち、高輝度駆動モードから低輝度駆動モードに変更された）と判断すると、ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１ａは、３つの電源ユニット３２〜３４を使用する状態から電源ユニット３５のみを使用して電力供給を行なう状態を選択する。一方、ステップＴ２で、光源部４１における負荷の大きさが大きくなった（すなわち、低輝度駆動モードから高輝度駆動モードに変更された）と判断すると、ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１ａは、電源ユニット３５のみを使用する状態から３つの電源ユニット３２〜３４を使用して電力供給を行なう状態を選択する。
【００６１】
次いで、ステップＴ４に進み、光源装置２００ａ（ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部３１ａ）が、ステップＴ３で選択した電源ユニット３２〜３５の力率改善回路ＰＦＣ１〜４をオンするか否か（動作させるか、させないか）決定する。例えば、ステップＴ３で、高輝度駆動モードに対応して電源ユニット３２〜３４を用いる場合は、各力率改善回路ＰＦＣ１〜３を全てオンする。一方、ステップＴ３で、低輝度駆動モードに対応して電源ユニット３５のみを用いる場合は、その力率改善回路ＰＦＣ４をオフする。
【００６２】
次いで、ステップＴ５に進み、光源装置２００ａが、ステップＴ３で選択した電源ユニット３２〜３５を用いて光源部４１に電力を供給する。そして、光源装置２００ａは、新たなモードの選択があるまで（すなわち、ステップＴ１が再度行なわれるまで）光源部４１への電力供給をそのまま継続する。
【００６３】
以上のように、本実施の形態にかかる光源装置は、例えば、液晶テレビジョンにおける装飾用画像表示モード時の効率改善のため、装飾用画像表示モード専用の電源ユニットを設置する。装飾用画像表示モード時の負荷は一定であるため、好ましくはその負荷に最適設計した専用の電源ユニットを設置し高効率化を図る。そして、装飾用画像表示モード時は、当該専用の電源ユニット以外の電源ユニットを全てオフする。
【００６４】
〔実施の形態３〕
上記実施の形態１及び２では、光源装置として、複数の電源ユニットを備えており、高輝度駆動モード（第一の輝度モード）と、低輝度駆動モード（第二の輝度モード）とで、これら複数の電源ユニットを、適宜、使い分けする構成を例示した。
【００６５】
しかしながら、電源ユニットを一つのみ備え、当該電源ユニットが、高輝度駆動モード（第一の輝度モード）と、低輝度駆動モード（第二の輝度モード）との双方で、使用される構成としてもよい。具体的には例えば、図１に示す光源装置２００において、複数個の電源ユニット３２〜３４に代えて電源ユニット３４のみを備えた構成である。
【００６６】
あるいは、電源ユニットを二つ備え、一方の電源ユニットが高輝度駆動モードで使用され、他方の電源ユニットが低輝度駆動モードで使用される構成である。この場合、各電源ユニットは、それぞれが使用される駆動モードに応じて、トランスにおける励磁電流による損失の割合が好ましくは１０％以下となるように調製される。
【００６７】
また、上記実施の形態１及び２では、液晶テレビジョンが備える光源装置を例示したが、特にこれに限定されない。例えば、大型フラットテレビ、又は超薄型テレビ（構造的に制限のあるテレビ）であって、バックライトを備えた構成に対しても適用可能である。また、図４に示した分割領域の数、図１及び図６に示した電源ユニットの数は一例であり、適宜増減することができる。
【００６８】
本願発明にかかる光源装置（１）は、複数の発光素子を備えた光源装置であって、第一の輝度モードと、より低輝度駆動される第二の輝度モードとを備え、上記複数の発光素子が、第一の輝度モードにおいて使用される第一のグループと、第二の輝度モードにおいて使用される第二のグループとにグループ化されており、発光素子形成領域内の任意の区画において、第二のグループに属する発光素子の分布密度が、第一のグループに属する発光素子の分布密度と比較してより小さいものである。
【００６９】
本願発明にかかる光源装置（２）は、上記装置（１）の構成を前提として、発光素子形成領域が複数の分割領域から構成されるとともに、トランスを備えた複数の電源ユニットと、輝度モードに応じて使用する電源ユニットを選択する電源ユニット選択部とをさらに備え、電源ユニット選択部は、第二の輝度モードでは、第一の輝度モードで用いる複数の電源ユニットの一部のみを使用することを選択するものであり、かつ、第一の輝度モードでは、使用される各電源ユニットはひとつの分割領域に対して電力を供給し、第二の輝度モードでは、使用される電源ユニットが協働して全分割領域に対して電力を供給する、又は電源ユニットをひとつのみ使用し当該電源ユニットが全分割領域に対して電力を供給する構成とすることができる。
【００７０】
トランスにおける損失は、負荷の大小と関係なく実質的に一定であるため、負荷が小さくなるほど供給する全電力に占める損失の割合は大きくなる（電力の使用効率が低下する）。しかし、上記の構成によれば、より低輝度（低負荷）な第二の輝度モード下では、第一の輝度モード下と比較してより少数の電源ユニットにて必要な全電力を供給するので、全電源ユニットを使用する場合と比較して各電源ユニットをより高効率な領域で作動させることができる。すなわち、負荷が異なる輝度モードに応じて、各電源ユニットを効率よく駆動することができる。
【００７１】
また、上記装置（２）の構成において、第一の輝度モード及び第二の輝度モードの双方で利用される電源ユニットに関して、第一の輝度モード及び第二の輝度モードの双方で実質的に同等の負荷を担うことがより好ましい。これにより、輝度モードによらず当該電源ユニットが担う負荷条件が略一定となるので、当該負荷条件に適合するように電源ユニットの構成（特に電源トランスの構成）を最適化することができる。
【００７２】
本願発明にかかる光源装置（３）は、上記装置（１）の構成を前提として、さらに、上記第二のグループに属する発光素子のみに電力を供給するための第二の輝度モードに専用の電源ユニットと、上記第一のグループに属する発光素子のみに電力を供給するための第一の輝度モードに専用の電源ユニットと、が設けられていることがより好ましい。
【００７３】
上記の構成によれば、第一の輝度モードと第二の輝度モードとで兼用される電源ユニットが存在しないため、第一の輝度モードで用いられる電源ユニットは当該モードでの負荷の大きさに応じて好適化をする一方、第二の輝度モードで用いられる電源ユニットは当該モードでの負荷の大きさに応じて好適化をすることができる。これにより、それぞれの輝度モードにおいて省電力駆動が可能な光源装置を提供することができる。
【００７４】
本願発明にかかる光源装置（４）は、上記装置（３）の構成を前提として、さらに、第二の輝度モードに専用の電源ユニットは、トランスでの励磁電流の発生による電力損失が、当該第二の輝度モード下に相当する負荷条件下では第一の輝度モードに専用の電源ユニットと比較して、より小さくなる構成とすることができる。
【００７５】
本願発明にかかる光源装置（５）は、上記装置（１）の構成を前提として、発光素子形成領域が複数の分割領域から構成されるとともに、トランスを備えた複数の電源ユニットと、輝度モードに応じて使用する電源ユニットを選択する電源ユニット選択部とをさらに備え、上記複数の電源ユニットは、第二のグループに属する発光素子のみに電力を供給する第二の輝度モードに専用の電源ユニットと、第一のグループに属する発光素子のみに電力を供給する第一の輝度モードに専用の電源ユニットとから構成され、電源ユニット選択部は、第二の輝度モードでは当該輝度モードに専用の電源ユニットのみを使用することを選択し、第一の輝度モードでは当該輝度モードに専用の電源ユニットのみを使用することを選択する構成とすることができる。
【００７６】
本発明にかかる光源装置（１）〜（５）は、例えば、表示装置用のバックライトであり、上記第一の輝度モードが動画像表示用の輝度モードであり、上記第二の輝度モードが静止画像表示用の輝度モードであってもよい。
【００７７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明によれば、複数の異なる輝度モードを有する光源装置であって、省電力駆動が可能な装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７９】
３１・３１ａ      ＰＦＣ切替・電源ユニット切替部（電源ユニット選択部）
３２〜３４        電源ユニット（第一の輝度モードに専用の電源ユニット／電源ユニット）
３５              電源ユニット（第二の輝度モードに専用の電源ユニット／電源ユニット）
４１              光源部
５０              ＬＥＤ（発光素子）
５０ａ・５０ｂ    ＬＥＤ（第一のグループに属する発光素子）
５０ｂ            ＬＥＤ（第二のグループに属する発光素子）
５１              発光素子形成領域
２００・２００ａ  光源装置
Ａ〜Ｃ            分割領域
【図１】
2011052256.tif 000003
【図２】
2011052256.tif 000004
【図３】
2011052256.tif 000005
【図４】
2011052256.tif 000006
【図５】
2011052256.tif 000007
【図６】
2011052256.tif 000008
【図７】
2011052256.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月17日(2012.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を備えた光源装置であって、
第一の輝度モードと、当該第一の輝度モードと比較してより低輝度駆動される第二の輝度モードとを備え、
上記複数の発光素子が、上記第一の輝度モードにおいて使用される第一のグループと、上記第二の輝度モードにおいて使用される第二のグループとにグループ化されており、
上記複数の発光素子が形成された発光素子形成領域内の任意の区画において、上記第二のグループに属する上記発光素子の分布密度が、上記第一のグループに属する上記発光素子の分布密度と比較してより小さく、
上記発光素子形成領域が、それぞれが上記発光素子を備える複数の分割領域から構成されるとともに、
上記発光素子に電力を供給するためのトランスを備えた複数の電源ユニットと、
輝度モードに応じて、複数の上記電源ユニットから使用する電源ユニットを選択する電源ユニット選択部とをさらに備え、
上記電源ユニット選択部は、上記第二の輝度モードでは、上記第一の輝度モードで用いる複数の上記電源ユニットの一部のみを使用することを選択するものであり、かつ、
上記第一の輝度モードでは、使用される各電源ユニットはひとつの分割領域に対して電力を供給し、
上記第二の輝度モードでは、使用される電源ユニットが協働して全分割領域に対して電力を供給する、又は電源ユニットをひとつのみ使用し当該電源ユニットが全分割領域に対して電力を供給する、ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
上記第一の輝度モード及び上記第二の輝度モードの双方で用いる電源ユニットは、当該第一の輝度モード下及び第二の輝度モード下の双方で実質的に同等の負荷を担うことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
上記光源装置が表示装置用のバックライトであり、
上記第一の輝度モードが動画像表示用の輝度モードであり、上記第二の輝度モードが静止画像表示用の輝度モードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
上記第二の輝度モードにおいて使用される第二のグループに属する発光素子は、上記第一の輝度モードにおいて使用される第一のグループに属する発光素子を間引き使用するものであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の光源装置をバックライトとして備えることを特徴とする表示装置。
【国際調査報告】
2011052256.tif 000010
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